控制阀的制作方法
控制阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及控制阀，尤其涉及控制阀的工作部的防振构造。
【背景技术】
[0002]汽车用空调装置的制冷循环中一般设有使循环的冷媒压缩的压缩机、使压缩后的冷媒冷凝的冷凝器、使冷凝后的冷媒节流膨胀而变成雾状并送出的膨胀阀、使该雾状的冷媒蒸发而利用其蒸发潜热冷却车室内的空气的蒸发器。作为膨胀阀，采用如下这样的温度式膨胀阀:为使得从蒸发器导出的冷媒具有预定的过热度而感测蒸发器的出口侧的冷媒的温度及压力地开闭阀部，控制向蒸发器送出的冷媒的流量。
[0003]膨胀阀的阀体内形成有使流向蒸发器的冷媒通过的第1通路、和使从蒸发器返回来的冷媒通过而向压缩机导出的第2通路。在第1通路的中间部形成有阀孔，并配设通过落座/分离于该阀孔来开闭阀部的阀芯。阀芯通过对阀孔的接触/分离来调整流向蒸发器的冷媒的流量。此外，还设有感测流过第2通路的冷媒的温度及压力，控制阀部的开度的动力元件。动力元件的驱动力介由长条状的轴而被传动至阀芯。轴的一端侧横穿过第2通路后连接至动力元件。轴的另一端侧贯通第1通路和第2通路的隔壁上所形成的插通孔地连接至阀芯。
[0004]在这样的膨胀阀中，例如在被导入高温冷媒的阀部上游侧有时会产生压力变动，若置之不管，则有时阀芯会振动而产生噪音。因此，已有如下这样的方案:在隔壁上与插通孔同轴地形成安装孔来配置筒状的防振弹簧，对轴沿半径方向向内赋予势能，给予其滑动阻抗，使得阀芯不敏感地对该压力变动产生反应(例如参照专利文献1)。
[0005][在先技术文献]
[0006][专利文献]
[0007][专利文献1]日本特开2013-242129号公报
【发明内容】
[0008]〔发明所要解决的课题〕
[0009]然而，在这样的膨胀阀中，为提高振动音的抑制效果，需要加大轴的滑动阻抗。但是，该滑动阻抗的増大会使阀芯的开闭动作时的迟滞变大、使动作响应性下降，此情况有可能引起控制振荡(Control Hunting)。因此，采取了如下方案:优先抑制振动音和控制振荡的任一者，或者兼顾两者地设定滑动阻抗。
[0010]本发明是鉴于这样的问题而研发的，其目的在于提供一种能有效地抑制阀芯动作时的振动音及控制振荡这两者的控制阀。
[0011]〔用于解决课题的手段〕
[0012]本发明的一个方案是被设置在制冷循环中控制冷媒的流动的控制阀。该控制阀包括:阀体，具有导入冷媒的导入口、导出冷媒的导出口、以及被设在连接导入口和导出口的冷媒通路上的阀孔；阀芯，接触/分离于阀孔来开闭阀部；驱动部，产生用于使阀芯开闭的驱动力；轴，以贯通阀体上所设的插通孔的方式而设，其一端侧连接于驱动部的可动部件，另一端侧连接于阀芯，将驱动部产生的轴线方向的驱动力传递至阀芯；以及滑动机构，用于对阀芯的动作直接或间接地赋予滑动阻抗。滑动机构使赋予阀芯的滑动阻抗的大小可根据阀芯在阀体内的轴线方向位置而变化。
[0013]根据该方案，使赋予阀芯的滑动阻抗的大小根据阀芯在阀体内的轴线方向位置而可变。即，能使滑动阻抗根据阀部的开度而变化。因此，能在想要提高阀芯的动作响应性、抑制控制振荡的阀开度区域内使滑动阻抗相对地变小，而在振动音容易变大的阀开度区域使滑动阻抗相对地增大。由此，能提供可有效地抑制阀芯动作时的振动音及控制振荡这两者的控制阀。
[0014]〔发明效果〕
[0015]通过本发明，能提供一种可有效地抑制阀芯动作时的振动音和控制振荡这两者的控制阀。
【附图说明】
[0016]图1是第1实施方式的膨胀阀的剖视图。
[0017]图2是表示防振弹簧的构造及其安装构造的图。
[0018]图3是表示滑动机构的构成及功能的局部剖视图。
[0019]图4是表示因滑动机构而在阀芯的动作中产生的迟滞的图。
[0020]图5是表示变形例的滑动机构的构成及功能的局部剖视图。
[0021]图6是表示变形例的滑动机构的构成及功能的局部剖视图。
[0022]图7是第2实施方式的膨胀阀的剖视图。
[0023]图8是图7的B部放大图。
[0024]图9是表示变形例的滑动机构的构成及功能的局部剖视图。
【具体实施方式】
[0025]以下参照附图详细说明本发明的实施方式。在以下的说明中，为说明方便，有时以图示的状态为基准表达各构造的位置关系。此外，针对以下的实施方式及其变形例，对大致相同的构成要素标注相同的标号，并有时适当省略其说明。
[0026][第1实施方式]
[0027]本实施方式将本发明的膨胀阀具体化为适用于汽车用空调装置的制冷循环的温度式膨胀阀。该制冷循环中设有使循环的冷媒压缩的压缩机、使压缩后的冷媒冷凝的冷凝器、使冷凝后的冷媒气液分离的储液器、使分离出的液态冷媒节流膨胀而变成雾状并送出的膨胀阀、使该雾状的冷媒蒸发而利用其蒸发潜热对车室内的空气进行冷却的蒸发器，省略对膨胀阀以外的部分的详细说明。
[0028]图1是第1实施方式的膨胀阀的剖视图。
[0029]膨胀阀1具有阀体2，该阀体2是对将铝合金构成的素材挤出成形而得到的部件施以预定的切削加工而形成的。该阀体2呈棱柱状，其内部设有进行冷媒的节流膨胀的阀部。在阀体2的长度方向的端部设有作为感温部发挥功能的动力元件3。
[0030]在阀体2的侧部，设有从储液器侧(冷凝器侧)导入高温、高压的液态冷媒的导入口 6，将在膨胀阀1中节流膨胀后的低温、低压的冷媒朝蒸发器导出的导出口 7，导入在蒸发器中蒸发后的冷媒的导入口 8，以及将通过膨胀阀1后的冷媒向压缩机侧导出的导出口 9。在导入口 6和导出口 9之间形成有螺孔10，该螺孔10用于植设未图示的安装配管用的双头螺栓。在各口上连接配管的接头。
[0031]在膨胀阀1中，由导入口 6、导出口 7及连接它们的冷媒通路构成第1通路13。第1通路13在其中间部设有阀部，使从导入口 6导入的冷媒在该阀部节流膨胀而成为雾状，并从导出口 7朝蒸发器导出。另一方面，由导入口 8、导出口 9及连接它们的冷媒通路构成第2通路14(相当于“返回通路”)。第2通路14沿直线延伸，从导入口 8导入冷媒后，从导出口 9朝压缩机导出。
[0032]在阀体2中的第1通路13的中间部设有阀孔16，由该阀孔16的导入口 6侧的开口端部边缘形成阀座17。以从导入口 6侧面对阀座17的方式配置有阀芯18。阀芯18是使落座/分离于阀座17来开闭阀部的球状的阀球和从下方支承阀球的阀芯架接合构成的。
[0033]在阀体2的下端部以与第1通路13正交的方式形成有连通内外的连通孔19，由其上半部形成收容阀芯18的阀室40。阀室40在其上端部连通于阀孔16，在侧部介由小孔42连通于导入口 6，构成第1通路13的一部分。小孔42是第1通路13的通路截面局部缩小而形成的，朝阀室40开口。
[0034]在连通孔19的下半部，以从外部密封该连通孔19的方式螺固有调整螺钉20 (相当于“调整部件”)。在阀芯18 (准确地说是阀芯架)与调整螺钉20之间，夹装有对阀芯18朝闭阀方向赋予势能的弹簧23。通过调整调整螺钉20对阀体2的螺入量，能调整弹簧23的荷重。在调整螺钉20与阀体2之间，夹装有用于防止冷媒的泄漏的0环24。
[0035]另一方面，在阀体2的上端部以与第2通路14正交的方式形成有连通内外的连通孔25，并以密封该连通孔25的方式螺固有动力元件3 (相当于“感温部”)。动力元件3是在上壳体26与下壳体27间夹装由金属薄板构成的隔膜28、并在其下壳体27侧配置传动片29而构成的。在由上壳体26和隔膜28围成的密闭空间内封入感温用的气体。在动力元件3与阀体2之间，夹装有用于防止冷媒泄漏的0环30。流过第2通路14的冷媒的压力及温度通过连通孔25和被设于 传动片29的槽部而被传递到隔膜28的下面。
[0036]在阀体2的中央部，贯穿第1通路13和第2通路14之间的隔壁35地设有阶梯孔34 (作为“插通孔”发挥功能)，在该阶梯孔34的小径部44可滑动地插通长条状的轴33。轴33是金属制(例如不锈钢制)的杆，被夹装在传动片29和阀芯18之间。由此，隔膜28的变位所产生的驱动力就介由传动片29及轴33传递至阀芯18，阀部被开闭。
[0037]轴33的上半部横穿第2通路14，下半部可滑动地贯通于阶梯孔34的小径部44。在阶梯孔34的大径部46 (作为“安装孔”发挥功能)，收容有用于对轴33赋予与轴线方向成直角的方向的势能、即横向荷重(滑动荷重)的防振弹簧50。轴33受到该防振弹簧50的横向荷重，从而冷媒压力的变动导致的轴33或阀芯18的振动被抑制。
[0038]在如以上那样构成的膨胀阀1中，动力元件3感测从蒸发器介由导入口 8返回来的冷媒的压力及温度，其隔膜28发生变位。该隔膜28的变位成为驱动力，介由传动片29及轴33传递至阀芯18，使阀部开闭。另一方面，从储液器供给的液态冷媒被从导入口 6导入，随着通过阀部而被节流膨胀，成为低温、低压的雾状的冷媒。该冷媒被从导出口 7朝蒸发器导出。
[0039]下面说明防振弹簧的构造及其安装构造。
[0040]图2是表示防振弹簧的构造及其安装构造的图。(A)是从正面侧看防振弹簧50的立体图。(B)是从背面侧看防振弹簧50的立体图。(C)是表示防振弹簧50被插通于大径部46时的状态的平面图。(D)是图1的A部放大图。
[0041]如图2的(A)?(C)所示，防振弹簧50包括具有平坦的侧壁的截面为三角形状的筒状的本体102、和分别一体成形在其3个侧壁上的弹簧部104。3个弹簧部104中的一个由在本体102的一端延伸出的部分构成。其余2个弹簧部104由将本体102的侧壁U字状地冲切后剩余的部分形成。各弹簧部104的基端部被本体102单端支承，前端部大致沿着本体102的侧壁周向延伸。在弹簧部104的前端部设有朝本体102的内侧突出的半球状的鼓出部106 (对应于“抵接部”)。
[0042]防振弹簧50是通过使带状的板材在其延伸方向上的多处弯曲加工而形成的，故在其侧壁，存在该板材的两端相对的缺口。即，3个弹簧部104中的一个将成为本体102的一端部108，具有凸形状。在本体102的另一端部110设有大致长方形状的开口部112，其前端部向本体102的内侧弯曲。以该弯曲部为入口，一端部108被插入，由此，本体102的两端部在宽度方向上交叠。
[0043]如图2的(B)所示，另一端部110的前端的一部分开放而成为切口 114。但该切口114的宽度被定为小于等于本体102的一端部108、即弹簧部104的宽度，故在无负荷状态下两端部嵌合时，该切口 114是实质上关闭的。通过这样的构成，使得难以在本体102的两端部的间隙夹住其它部件。即，预想到防振弹簧50在其流通过程中并非以单品、而是多个汇总在一起被打包的，故谋求操作上的便利性，使得在这样的状况下，多个防振弹簧50不会彼此勾绕在一起。
[0044]在防振弹簧50的成形工序中，首先，利用压力加工对未图示的金属板进行冲压而得到带状的板状体。该金属板由弹性度高的非磁性部件、例如不锈钢等非磁性金属构成。具体来说，通过对金属板利用预定的模具施以压力加工而成形出两端的凹凸形状，形成1个弹簧部104，并在与侧壁对应的部分形成2个弹簧部104。此时，通过压力加工在各弹簧部104成形出鼓出部106。将这样得到的板状体在沿其延伸方向的多处进行弯曲加工，从而得到由截面为三角形状的筒状体构成的防振弹簧50。即，通过对板状体施以所谓的成形加工，并将该板状体在相邻的弹簧部104之间进行弯折而成形为三角筒形状。
[0045]防振弹簧50在被插入大径部46 (插通孔)前的无负荷状态下是本体102的两端部所处的角部略偏外侧的非正三角形状。在将防振弹簧50插入阶梯孔34时，是在施加负荷使得该两端部相靠近、变成接近截面正三角形状的状态下插入的。由于防振弹簧50被以从无负荷状态弹性形变了的状态插入阶梯孔34，故通过欲解除该负荷的弹性反作用力而被固定于大径部46 (参照图2的(C))。
[0046]另一方面，在防振弹簧50被插入大径部46时，3个弹簧部104产生朝向轴33的横向荷重(半径方向向内的荷重)。即，如图2的(C)和(D)所示那样，在将防振弹簧50插入大径部46的状态下插入轴33时，3个弹簧部104会向外侧应变到与侧壁几乎处于相同面的状态，通过其弹性反作用力，对轴33赋予适度的滑动阻力。通过像这样插通轴33，弹簧部104会朝半径方向向外应变，若此时使弹簧部104某程度地塑性变形，则能使弹簧部104对轴33的按压力(鼓出部106与轴33的滑动阻力)稳定。即，既可以在弹性域使用弹簧部104，也可以在塑性域使用。
[0047]另外，在防振弹簧50被如图不那样插入大径部46时，3个鼓出部106相对于轴33在抵接点P处点接触。通过这样的构成，即使轴33有时有些许斜腰，也能总是确保鼓出部106与轴33的点接触的状态，保持防振弹簧的顺滑的支承状态。
[0048]另一方面，在本实施方式中，如图2的(D)所示那样，在轴33的轴线方向中间部设有锥部120，从而使得随着阀芯18的开阀行程，赋予轴33的滑动力可变。在此所谓“开阀行程”，是表示阀芯18相距阀座17的位移量(变位)。S卩，包含该锥部120的轴33的构造及防振弹簧50作为“滑动机构”发挥功能，使对阀芯18的动作赋予的滑动阻抗的大小根据阀芯18在阀体2中的轴线方向位置而变化。锥部120具有外径朝上方(即随着远离阀芯18)逐渐变小的锥面。
[0049]图3是表示滑动机构的构成及功能的局部剖视图。(A)表示阀芯18处于闭阀位置或其附近(半开位置)的状态，(B)表示阀芯18处于全开位置或其附近的状态。
[0050]如图3的(A)所示，轴33具有以锥部120为分界的上方的小径部122和下方的大径部124。小径部122的半径比大径部124小Ar。换言之，锥部120被成形为具有锥面高低差为Ar的斜腰的状态。当阀部处于闭阀状态或半开状态时，成为如图所示那样鼓出部106抵接于大径部124的状态，防振弹簧50所给予的滑动阻抗(弹簧部104的反作用力所引起的摩擦力)相对地变大。
[0051]另一方面，在如图3的(B)所示那样阀部处于全开状态或其附近时，成为鼓出部106抵接于小径部122的状态，防振弹簧50所给予的滑动阻抗相对地变小。当阀部处于中间开度状态时，成为鼓出部106抵接于锥部120的状态，根据阀芯18的轴线方向位置，滑动阻抗连续地变化。轴33在与阀芯18的开阀行程L同等的范围内沿轴线方向变位。弹簧部104在该轴33的行程范围内抵接于小径部122、锥部120、大径部124的某一者。
[0052]通过这样的构成，防振弹簧50与轴33的抵接点P和轴33的轴线L0间的距离1将根据阀芯18的轴线方向的位置而变化。由此，弹簧部104的弹性力发生变化，赋予阀芯18的滑动阻抗的大小就发生变化。在图示的例子中，赋予阀芯18的滑动阻抗的大小根据抵接点P处于大径部124还是处于小径部122 (即根据阀芯18的轴线方向的位置)而阶段性地变化。
[0053]图4是表示阀芯18的动作因滑动机构而产生的迟滞的图。该图的横轴表示动力元件3的感测压力(作用于隔膜28的下面的压力)，纵轴表示阀芯18的开阀行程。图中的实线表示使滑动阻抗可变的本实施方式的阀芯18的动作过程，虚线表示使滑动阻抗恒定的比较例的阀芯的动作过程。
[0054]如图所示，根据本实施方式，在开阀行程足够大的区域、即阀开度较大的区域，迟滞相对地变小，在开阀行程较小的区域、即阀开度较小的区域，迟滞相对地变大。在本实施方式中，阀芯18的全行程被定为0.7mm，被设定为在开阀行程为0.1mm(全行程的17 % )以下的区域迟滞变大，在开阀行程超过0.1mm的区域迟滞变小。在比较例中，不论开阀行程如何，迟滞都几乎是恒定的，而在本实施方式中，使迟滞可根据开阀行程而变化。
[0055]根据本实施方式，在感测压力较小、阀开度较大的区域使滑动阻抗相对变小，由此能提高阀芯18的动作响应性，抑制控制振荡。即，能针对蒸发器的出口侧的过热度的变动实质上无响应延迟地控制阀开度。另外，在感测压力较大、阀开度较小的区域使滑动阻抗相对地变大，由此能使阀芯18的动作响应性降低，抑制其振动音。
[0056](变形例)
[0057]图5和图6是表不变形例的滑动机构的构成及功能的局部剖视图。各图的(A)表示阀芯18处于闭阀位置或其附近(半开位置)的状态，(B)表示阀芯18处于全开位置或其附近的状态。
[0058]在图5所示的变形例中，轴133具有在轴线方向上比第1实施方式的锥部120更长的锥部121。由此，防振弹簧50的鼓出部106在该锥部121的范围内抵接于轴133。通过这样的构成，如图5的(A)所示，阀部越接近闭阀状态，鼓出部106越成为抵接于锥部121上相对大径的部分的状态，防振弹簧50所给予的滑动阻抗(弹簧部104的反作用力所引起的摩擦力)越相对地变大。另一方面，如图5的(B)所示，阀部越接近全开状态，鼓出部106越成为抵接于锥部121上相对小径的部分的状态，防振弹簧50所给予的滑动阻抗越相对地变小。阀芯18所被赋予的滑动阻抗的大小因抵接点P处于锥部121的哪个位置(即根据阀芯18的轴线方向的位置)而连续地变化。在本变形例中，也能得到与第1实施方式同样的作用效果。
[0059]另一方面，在图6所示的变形例中，轴135的中间部局部缩径而成为小径部123。小径部123介由锥部125连接于下方的大径部124，并介由锥部127连接于上方的大径部129。锥部125具有外径向上方逐渐变小的锥面。另一方面，锥部127具有外径向下方逐渐变小的锥面。在本实施方式中，是使大径部124、129的外径相等的，但也可以使它们的外径不同。
[0060]并且，如图6的㈧所示，当阀部处于闭阀状态或半开状态时，成为鼓出部106抵接于大径部124的状态，防振弹簧50赋予滑动阻抗。另一方面，如图6的(B)所示，当阀部处于全开状态或其附近时，成为鼓出部106与小径部123相对但不抵接的状态，防振弹簧50赋予的滑动阻抗成为零。当阀部处于中间开度状态时，存在鼓出部106与锥部125相抵接的区域，滑动阻抗根据阀芯18的轴线方向位置而变化。通过本变形例，能在阀开度较小的区域确保滑动阻抗地抑制振动音，并且在阀开度较大的区域使滑动阻抗消失，能显著提高阀芯18的动作响应性。
[0061][第2实施方式]
[0062]本实施方式的膨胀阀的滑动机构的构成与第1实施方式不同。图7是第2实施方式的膨胀阀的剖视图。图8是图7的B部放大图。(A)表示阀芯处于闭阀位置或其附近(半开位置)的状态，(B)表示阀芯处于全开位置或其附近的状态。(C)是(A)的C部放大图，⑶是⑶的C部放大图。
[0063]如图7所示，膨胀阀201以贯穿阀体202的隔壁35的方式设有插通孔234，在该插通孔234中插通轴233。轴233呈在全长范围内截面恒定的单纯圆柱状，被可沿阀体202的轴线滑动地支承着。
[0064]并且，在阀室40内与阀芯18 —体地设有防振弹簧250。防振弹簧250是通过金属板的压力成形而得到的，具有环状的基部252和在基部252的周边部等间隔地设置的多个弹簧部254。在本实施方式中，设有共计8个弹簧部254，但该数量是可以根据所需的滑动阻力等适当设定的。
[0065]基部252被相对于阀芯18的阀芯架21从下方插入，并被卡定于阀芯架21的上部所设的法兰部22。基部252以被该法兰部22和弹簧23夹持的方式相对于阀芯18固定。在变形例中，也可以将基部252通过焊接、粘结等方式固定于法兰部22。
[0066]弹簧部254向斜下方(半径方向向外)延伸，在其前端部设有向外侧(半径方向向外)突出的半球状的鼓出部206 (对应于“抵接部”)。通过弹簧部254的弹性力，鼓出部106抵接于连通孔19的内壁。并且，通过该内壁与鼓出部106的摩擦力，能针对阀芯18的动作得到适度的滑动阻抗。
[0067]如图8的㈧及(C)所示，连通孔19中作为鼓出部206的滑动区域，从上至下具有小径部222、锥部220、大径部224。小径部222的半径比大径部224小Δ r。换言之，锥部220被成形为具有锥面高低差为Ar的斜腰的方式。当阀部处于闭阀状态或半开状态时，如图所示成为鼓出部206抵接于小径部222的状态，防振弹簧250的滑动阻抗(弹簧部254的反作用力所引起的摩擦力)相对地变大。
[0068]另一方面，如图8的(B)及(D)所示，当阀部处于全开状态或其附近时，成为鼓出部206抵接于大径部224的状态，防振弹簧250的滑动阻抗相对地变小。当阀部处于中间开度状态时，成为鼓出部206抵接于锥部220的状态，滑动阻抗根据阀芯18的轴线方向位置而变化。防振弹簧250在与阀芯18的开阀行程L同等的范围内沿轴线方向变位。弹簧部204在该防振弹簧250的行程范围内抵接于小径部222、锥部220、大径部224的某一者。
[0069]通过这样的构成，在本实施方式中也同第1实施方式一样，在阀开度较大的区域使滑动阻抗相对减小，能够提高阀芯18的动作响应性、抑制控制振荡。另外，在阀开度较小的区域使滑动阻抗相对增大，能使阀芯18的动作响应性降低、抑制其振动音。
[0070](变形例)
[0071]图9是表示变形例的滑动机构的构成及功能的局部剖视图。(A)表示阀芯18处于闭阀位置或其附近(半开位置)的状态，(B)表示阀芯18处于全开位置或其附近的状态。
[0072]在本变形例中，连通孔219具有在轴线方向上比第2实施方式的锥部220更长的锥部221。由此，防振弹簧250的鼓出部206在该锥部221的范围内抵接于连通孔219的内壁面。通过这样的构成，如图9的(A)所示，阀部越接近闭阀状态，就越成为鼓出部206抵接于锥部221的相对小径的部分的状态，从而防振弹簧250赋予的滑动阻抗(弹簧部204的反作用力所引起的摩擦力)就越相对地变大。另一方面，如图9的⑶所示，阀部越接近全开状态，就越成为鼓出部206抵接于锥部221的相对大径的部分的状态，防振弹簧250赋予的滑动阻抗就越相对地变小。在本变形例中，也能得到与第2实施方式同样的作用效果。
[0073]在另一变形例中，也可以采用在防振弹簧250的行程范围的下部，鼓出部206不在连通孔219上滑动的构成。S卩，可以使得当阀部处于闭阀状态或半开状态时，鼓出部206抵接于连通孔219，从而赋予滑动阻抗，而当阀部处于全开状态或其附近时，成为鼓出部206不与连通孔219相抵接的状态，滑动阻抗成为零。通过这样的构成，能在阀开度较小的区域确保滑动阻抗、抑制振动音，而在阀开度较大的区域使滑动阻抗消除，能显著提高阀芯18的动作响应性。
[0074]以上说明了本发明的优选实施方式，但显然本发明并非限定于特定的实施方式，在本发明的技术思想范围内可以有各种变形。
[0075]在上述第1实施方式中，是使防振弹簧50为截面三角形状的结构的，但也可以使其为其它多角形状或圆筒形状的结构。
[0076]在上述第1实施方式中，如图2的(C)所示，表示了在已将防振弹簧50插入大径部46的状态下插入轴33时，3个弹簧部104处于与侧壁几乎相同面的例子。在变形例中，也可以采用在像这样插入轴33时、3个弹簧部104应变到侧壁外侧的构成。这是因为，本体102呈多角形状，故能够利用本体102的侧壁与大径部46之间所形成的间隙来使弹簧部104应变。
[0077]另外，还可以采用在防振弹簧50的无负荷状态下弹簧部104沿着本体102的侧壁的构造。并且， 可以使得在防振弹簧50被插入大径部46、并在该防振弹簧50内插入了轴33时，弹簧部104应变到本体102的外侧。或者，也可以采用在如这样插入了轴33时，3个弹簧部104位于侧壁的内侧的构成。但是，通过采用在如这样插入轴33时弹簧部104应变到与本体102的侧壁相同面的位置或本体102的侧壁的外侧的构成，具有能使本体102的结构紧凑这样的优点。
[0078]在上述第1实施方式中，作为鼓出部106的形状，表示了半球状的构造，但例如也可以是弓形等，只要是朝内侧突出、能对轴33赋予适度的滑动荷重的构造即可，可以适当选择。另外，在上述实施方式中，表示了使防振弹簧50的本体102为截面三角形状的例子，但也可以使之为截面四角形状或其它多角形状。
[0079]上述实施方式的膨胀阀优选适用于使用替代制冷剂(HFC_134a)等作为冷媒的制冷循环，但本发明的膨胀阀也可以适用于采用如二氧化碳那样工作压力高的冷媒的制冷循环。在此情况下，在制冷循环中配置气体冷却器等外部热交换器来取代冷凝器。此时，为补强构成动力元件3的隔膜的强度，可以重叠配置例如金属制的碟形弹簧等。或者，也可以置换掉隔膜地配置碟形弹簧等。
[0080]在上述实施方式中，表示了将防振弹簧的滑动机构适用于膨胀阀的例子。在变形例中，也可以适用于设置在可变容量压缩机中的控制阀。该控制阀通过调整从排出室导入曲柄室的冷媒的流量，来改变将导入吸入室的冷媒压缩后从排出室排出的可变容量压缩机的排出容量。
[0081]该控制阀包括:阀体，具有连通于排出室的排出室连通端口、连通于曲柄室的曲柄室连通端口、以及在连接排出室连通端口和曲柄室连通端口的通路上所设的阀孔；阀芯，被可接触/分离于阀孔地配置，来开闭阀部；电磁线圈，被进行PWM方式的通电控制，产生用于沿闭阀方向驱动阀芯的电磁线圈力；轴，从电磁线圈朝阀芯延伸、用于将电磁线圈力传递至阀芯；以及防振弹簧，使轴以贯通的方式插通、并对轴沿半径方向向内赋予势能，给予滑动阻抗。
[0082]轴被设置成贯通阀体所设的插通孔的方式，一端侧连接于电磁线圈的可动铁芯(可动部件)、另一端侧连接于阀芯。轴将电磁线圈的轴线方向的驱动力传递至阀芯。防振弹簧被收容在与插通孔同轴地形成于阀体的安装孔中，使轴同轴地插通，对轴沿半径方向向内赋予势能，给予滑动阻抗。安装孔也可以被设于电磁线圈的铁芯。作为该防振弹簧的构造，可以采用上述实施方式或变形例的构造。
[0083]在上述第1实施方式中，表示了采用防振弹簧作为构成滑动机构的滑动部件，并使其抵接于轴，来对阀芯的动作赋予滑动阻抗的例子。在变形例中，也可以采用使防振弹簧抵接于阀芯本身的一部分来赋予滑动阻抗的构成。
[0084]在上述实施方式中，表示了采用防振弹簧作为构成滑动机构的滑动部件，并在轴或阀体上设置其抵接面的例子。并且，表示了使该抵接面具有介由锥部的阶差的例子。在变形例中，也可以采用防振弹簧以外的部件作为滑动部件。例如，可以采用0环等密封环作为滑动部件，并使其抵接于轴或阀体上形成的抵接面。
[0085]本发明并非限定于上述实施方式和变形例，在不脱离发明思想的范围内使构成要素变形和具体化。也可以将上述实施方式和变形例所公开的多个构成要素适当组合来形成各种发明。另外，也可以从上述实施方式和变形例所展示的全部构成要素中删掉几个构成要素。
[0086]〔标号说明〕
[0087]1膨胀阀、2阀体、3动力元件、6导入口、7导出口、8导入口、9导出口、13第1通路、14第2通路、16阀孔、18阀芯、33轴、34阶梯孔、35隔壁、40阀室、44小径部、46大径部、50，250防振弹簧、120，121锥部、122，123小径部、124大径部、125，127锥部、129大径部、133，135轴、201膨胀阀、202阀体、219连通孔、220，221锥部、222小径部、224大径部、233轴、234
插通孔。
【主权项】
1.一种被设在制冷循环中，控制冷媒的流动的控制阀，其特征在于，包括: 阀体，具有导入冷媒的导入口、导出冷媒的导出口、以及被设在连接所述导入口和所述导出口的冷媒通路上的阀孔， 阀芯，接触/分离于所述阀孔来开闭阀部， 驱动部，产生用于使所述阀芯开闭的驱动力， 轴，以贯通所述阀体上所设的插通孔的方式而设，其一端侧连接于所述驱动部的可动部件，另一端侧连接于所述阀芯，将所述驱动部产生的轴线方向的驱动力传递至所述阀芯，以及 滑动机构，用于对所述阀芯的动作直接或间接地赋予滑动阻抗； 其中，所述滑动机构使赋予所述阀芯的滑动阻抗的大小可根据所述阀芯在所述阀体内的轴线方向位置而变化。2.如权利要求1所述的控制阀，其特征在于， 所述滑动机构包括被配设在所述阀芯或所述轴与所述阀体之间的滑动部件； 所述滑动机构通过所述滑动部件所抵接的抵接面与该滑动部件的摩擦来产生滑动阻抗； 通过使所述滑动部件与所述抵接面的抵接点和所述轴的轴线间的距离根据所述阀芯的轴线方向位置而变化，来使赋予所述阀芯的滑动阻抗的大小根据该阀芯的轴线方向位置而可变。3.如权利要求2所述的控制阀，其特征在于， 所述滑动机构使赋予所述阀芯的滑动阻抗的大小根据该阀芯的轴线方向位置而连续地变化。4.如权利要求2所述的控制阀，其特征在于， 所述滑动机构使赋予所述阀芯的滑动阻抗的大小根据该阀芯的轴线方向的位置而阶段性地变化。5.如权利要求3或4所述的控制阀，其特征在于， 该控制阀在所述制冷循环中作为使经外部热交换器流入的冷媒通过内部的阀部而节流膨胀后提供给蒸发器的膨胀阀来发挥功能； 所述阀芯被配设在所述阀孔的上游侧。6.如权利要求5所述的控制阀，其特征在于， 所述阀芯越接近闭阀位置，所述滑动机构越使赋予该阀芯的滑动阻抗增大。7.如权利要求6所述的控制阀，其特征在于， 所述滑动机构至少在所述阀部的全开状态下使赋予所述阀芯的滑动阻抗为零。8.如权利要求6或7所述的控制阀，其特征在于， 所述滑动部件是将金属板成形而得到的防振弹簧。9.如权利要求5至8的任一项所述的控制阀，其特征在于， 该控制阀在所述制冷循环中作为感测从所述蒸发器返回的冷媒的压力和温度地控制所述阀部的开度、并将该冷媒向压缩机导出的温度式膨胀阀来发挥功能； 所述阀体包括:作为所述导入口而导入来自所述外部热交换器的冷媒的第1导入口 ；作为所述导出口而将冷媒向所述蒸发器导出的第1导出口 ；作为所述冷媒通路而连接所述第1导入口和第1导出口的第1通路；被设在所述第1通路的中间部的所述阀孔；导入从所述蒸发器返回来的冷媒的第2导入口 ；将冷媒向所述压缩机导出的第2导出口 ；以及连接所述第2导入口和第2导出口的第2通路；作为所述驱动部而设有动力元件，该动力元件被设置在所述阀体的相对于所述第2通路、与所述第1通路相反的一侧，感测流过所述第2通路的冷媒的温度和压力地进行动作；所述轴是以贯穿在所述第1通路和所述第2通路之间的隔壁上形成的所述插通孔的方式而设的，其一端侧横穿所述第2通路地连接于所述动力元件，另一端侧连接于所述阀芯，将所述动力元件的驱动力传递至所述阀芯。
【专利摘要】提供一种能有效地抑制阀芯动作时的振动音及控制振荡这两者的控制阀。膨胀阀(1)包括：一端侧连接于动力元件(3)、另一端侧连接于阀芯(18)，将动力元件(3)的轴线方向的驱动力传递至阀芯(18)的轴(33)；以及对阀芯(18)的动作赋予滑动阻抗的滑动机构。滑动机构可使赋予阀芯(18)的滑动阻抗的大小根据阀芯(18)在阀体(2)内的轴线方向位置而变化。
【IPC分类】F25B41/06
【公开号】CN105485980
【申请号】CN201510626615
【发明人】金子毅
【申请人】株式会社Tgk
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月28日
【公告号】EP3002531A1, US20160097574
【技术领域】
[0001]本发明涉及控制阀，尤其涉及控制阀的工作部的防振构造。
【背景技术】
[0002]汽车用空调装置的制冷循环中一般设有使循环的冷媒压缩的压缩机、使压缩后的冷媒冷凝的冷凝器、使冷凝后的冷媒节流膨胀而变成雾状并送出的膨胀阀、使该雾状的冷媒蒸发而利用其蒸发潜热冷却车室内的空气的蒸发器。作为膨胀阀，采用如下这样的温度式膨胀阀:为使得从蒸发器导出的冷媒具有预定的过热度而感测蒸发器的出口侧的冷媒的温度及压力地开闭阀部，控制向蒸发器送出的冷媒的流量。
[0003]膨胀阀的阀体内形成有使流向蒸发器的冷媒通过的第1通路、和使从蒸发器返回来的冷媒通过而向压缩机导出的第2通路。在第1通路的中间部形成有阀孔，并配设通过落座/分离于该阀孔来开闭阀部的阀芯。阀芯通过对阀孔的接触/分离来调整流向蒸发器的冷媒的流量。此外，还设有感测流过第2通路的冷媒的温度及压力，控制阀部的开度的动力元件。动力元件的驱动力介由长条状的轴而被传动至阀芯。轴的一端侧横穿过第2通路后连接至动力元件。轴的另一端侧贯通第1通路和第2通路的隔壁上所形成的插通孔地连接至阀芯。
[0004]在这样的膨胀阀中，例如在被导入高温冷媒的阀部上游侧有时会产生压力变动，若置之不管，则有时阀芯会振动而产生噪音。因此，已有如下这样的方案:在隔壁上与插通孔同轴地形成安装孔来配置筒状的防振弹簧，对轴沿半径方向向内赋予势能，给予其滑动阻抗，使得阀芯不敏感地对该压力变动产生反应(例如参照专利文献1)。
[0005][在先技术文献]
[0006][专利文献]
[0007][专利文献1]日本特开2013-242129号公报
【发明内容】
[0008]〔发明所要解决的课题〕
[0009]然而，在这样的膨胀阀中，为提高振动音的抑制效果，需要加大轴的滑动阻抗。但是，该滑动阻抗的増大会使阀芯的开闭动作时的迟滞变大、使动作响应性下降，此情况有可能引起控制振荡(Control Hunting)。因此，采取了如下方案:优先抑制振动音和控制振荡的任一者，或者兼顾两者地设定滑动阻抗。
[0010]本发明是鉴于这样的问题而研发的，其目的在于提供一种能有效地抑制阀芯动作时的振动音及控制振荡这两者的控制阀。
[0011]〔用于解决课题的手段〕
[0012]本发明的一个方案是被设置在制冷循环中控制冷媒的流动的控制阀。该控制阀包括:阀体，具有导入冷媒的导入口、导出冷媒的导出口、以及被设在连接导入口和导出口的冷媒通路上的阀孔；阀芯，接触/分离于阀孔来开闭阀部；驱动部，产生用于使阀芯开闭的驱动力；轴，以贯通阀体上所设的插通孔的方式而设，其一端侧连接于驱动部的可动部件，另一端侧连接于阀芯，将驱动部产生的轴线方向的驱动力传递至阀芯；以及滑动机构，用于对阀芯的动作直接或间接地赋予滑动阻抗。滑动机构使赋予阀芯的滑动阻抗的大小可根据阀芯在阀体内的轴线方向位置而变化。
[0013]根据该方案，使赋予阀芯的滑动阻抗的大小根据阀芯在阀体内的轴线方向位置而可变。即，能使滑动阻抗根据阀部的开度而变化。因此，能在想要提高阀芯的动作响应性、抑制控制振荡的阀开度区域内使滑动阻抗相对地变小，而在振动音容易变大的阀开度区域使滑动阻抗相对地增大。由此，能提供可有效地抑制阀芯动作时的振动音及控制振荡这两者的控制阀。
[0014]〔发明效果〕
[0015]通过本发明，能提供一种可有效地抑制阀芯动作时的振动音和控制振荡这两者的控制阀。
【附图说明】
[0016]图1是第1实施方式的膨胀阀的剖视图。
[0017]图2是表示防振弹簧的构造及其安装构造的图。
[0018]图3是表示滑动机构的构成及功能的局部剖视图。
[0019]图4是表示因滑动机构而在阀芯的动作中产生的迟滞的图。
[0020]图5是表示变形例的滑动机构的构成及功能的局部剖视图。
[0021]图6是表示变形例的滑动机构的构成及功能的局部剖视图。
[0022]图7是第2实施方式的膨胀阀的剖视图。
[0023]图8是图7的B部放大图。
[0024]图9是表示变形例的滑动机构的构成及功能的局部剖视图。
【具体实施方式】
[0025]以下参照附图详细说明本发明的实施方式。在以下的说明中，为说明方便，有时以图示的状态为基准表达各构造的位置关系。此外，针对以下的实施方式及其变形例，对大致相同的构成要素标注相同的标号，并有时适当省略其说明。
[0026][第1实施方式]
[0027]本实施方式将本发明的膨胀阀具体化为适用于汽车用空调装置的制冷循环的温度式膨胀阀。该制冷循环中设有使循环的冷媒压缩的压缩机、使压缩后的冷媒冷凝的冷凝器、使冷凝后的冷媒气液分离的储液器、使分离出的液态冷媒节流膨胀而变成雾状并送出的膨胀阀、使该雾状的冷媒蒸发而利用其蒸发潜热对车室内的空气进行冷却的蒸发器，省略对膨胀阀以外的部分的详细说明。
[0028]图1是第1实施方式的膨胀阀的剖视图。
[0029]膨胀阀1具有阀体2，该阀体2是对将铝合金构成的素材挤出成形而得到的部件施以预定的切削加工而形成的。该阀体2呈棱柱状，其内部设有进行冷媒的节流膨胀的阀部。在阀体2的长度方向的端部设有作为感温部发挥功能的动力元件3。
[0030]在阀体2的侧部，设有从储液器侧(冷凝器侧)导入高温、高压的液态冷媒的导入口 6，将在膨胀阀1中节流膨胀后的低温、低压的冷媒朝蒸发器导出的导出口 7，导入在蒸发器中蒸发后的冷媒的导入口 8，以及将通过膨胀阀1后的冷媒向压缩机侧导出的导出口 9。在导入口 6和导出口 9之间形成有螺孔10，该螺孔10用于植设未图示的安装配管用的双头螺栓。在各口上连接配管的接头。
[0031]在膨胀阀1中，由导入口 6、导出口 7及连接它们的冷媒通路构成第1通路13。第1通路13在其中间部设有阀部，使从导入口 6导入的冷媒在该阀部节流膨胀而成为雾状，并从导出口 7朝蒸发器导出。另一方面，由导入口 8、导出口 9及连接它们的冷媒通路构成第2通路14(相当于“返回通路”)。第2通路14沿直线延伸，从导入口 8导入冷媒后，从导出口 9朝压缩机导出。
[0032]在阀体2中的第1通路13的中间部设有阀孔16，由该阀孔16的导入口 6侧的开口端部边缘形成阀座17。以从导入口 6侧面对阀座17的方式配置有阀芯18。阀芯18是使落座/分离于阀座17来开闭阀部的球状的阀球和从下方支承阀球的阀芯架接合构成的。
[0033]在阀体2的下端部以与第1通路13正交的方式形成有连通内外的连通孔19，由其上半部形成收容阀芯18的阀室40。阀室40在其上端部连通于阀孔16，在侧部介由小孔42连通于导入口 6，构成第1通路13的一部分。小孔42是第1通路13的通路截面局部缩小而形成的，朝阀室40开口。
[0034]在连通孔19的下半部，以从外部密封该连通孔19的方式螺固有调整螺钉20 (相当于“调整部件”)。在阀芯18 (准确地说是阀芯架)与调整螺钉20之间，夹装有对阀芯18朝闭阀方向赋予势能的弹簧23。通过调整调整螺钉20对阀体2的螺入量，能调整弹簧23的荷重。在调整螺钉20与阀体2之间，夹装有用于防止冷媒的泄漏的0环24。
[0035]另一方面，在阀体2的上端部以与第2通路14正交的方式形成有连通内外的连通孔25，并以密封该连通孔25的方式螺固有动力元件3 (相当于“感温部”)。动力元件3是在上壳体26与下壳体27间夹装由金属薄板构成的隔膜28、并在其下壳体27侧配置传动片29而构成的。在由上壳体26和隔膜28围成的密闭空间内封入感温用的气体。在动力元件3与阀体2之间，夹装有用于防止冷媒泄漏的0环30。流过第2通路14的冷媒的压力及温度通过连通孔25和被设于 传动片29的槽部而被传递到隔膜28的下面。
[0036]在阀体2的中央部，贯穿第1通路13和第2通路14之间的隔壁35地设有阶梯孔34 (作为“插通孔”发挥功能)，在该阶梯孔34的小径部44可滑动地插通长条状的轴33。轴33是金属制(例如不锈钢制)的杆，被夹装在传动片29和阀芯18之间。由此，隔膜28的变位所产生的驱动力就介由传动片29及轴33传递至阀芯18，阀部被开闭。
[0037]轴33的上半部横穿第2通路14，下半部可滑动地贯通于阶梯孔34的小径部44。在阶梯孔34的大径部46 (作为“安装孔”发挥功能)，收容有用于对轴33赋予与轴线方向成直角的方向的势能、即横向荷重(滑动荷重)的防振弹簧50。轴33受到该防振弹簧50的横向荷重，从而冷媒压力的变动导致的轴33或阀芯18的振动被抑制。
[0038]在如以上那样构成的膨胀阀1中，动力元件3感测从蒸发器介由导入口 8返回来的冷媒的压力及温度，其隔膜28发生变位。该隔膜28的变位成为驱动力，介由传动片29及轴33传递至阀芯18，使阀部开闭。另一方面，从储液器供给的液态冷媒被从导入口 6导入，随着通过阀部而被节流膨胀，成为低温、低压的雾状的冷媒。该冷媒被从导出口 7朝蒸发器导出。
[0039]下面说明防振弹簧的构造及其安装构造。
[0040]图2是表示防振弹簧的构造及其安装构造的图。(A)是从正面侧看防振弹簧50的立体图。(B)是从背面侧看防振弹簧50的立体图。(C)是表示防振弹簧50被插通于大径部46时的状态的平面图。(D)是图1的A部放大图。
[0041]如图2的(A)?(C)所示，防振弹簧50包括具有平坦的侧壁的截面为三角形状的筒状的本体102、和分别一体成形在其3个侧壁上的弹簧部104。3个弹簧部104中的一个由在本体102的一端延伸出的部分构成。其余2个弹簧部104由将本体102的侧壁U字状地冲切后剩余的部分形成。各弹簧部104的基端部被本体102单端支承，前端部大致沿着本体102的侧壁周向延伸。在弹簧部104的前端部设有朝本体102的内侧突出的半球状的鼓出部106 (对应于“抵接部”)。
[0042]防振弹簧50是通过使带状的板材在其延伸方向上的多处弯曲加工而形成的，故在其侧壁，存在该板材的两端相对的缺口。即，3个弹簧部104中的一个将成为本体102的一端部108，具有凸形状。在本体102的另一端部110设有大致长方形状的开口部112，其前端部向本体102的内侧弯曲。以该弯曲部为入口，一端部108被插入，由此，本体102的两端部在宽度方向上交叠。
[0043]如图2的(B)所示，另一端部110的前端的一部分开放而成为切口 114。但该切口114的宽度被定为小于等于本体102的一端部108、即弹簧部104的宽度，故在无负荷状态下两端部嵌合时，该切口 114是实质上关闭的。通过这样的构成，使得难以在本体102的两端部的间隙夹住其它部件。即，预想到防振弹簧50在其流通过程中并非以单品、而是多个汇总在一起被打包的，故谋求操作上的便利性，使得在这样的状况下，多个防振弹簧50不会彼此勾绕在一起。
[0044]在防振弹簧50的成形工序中，首先，利用压力加工对未图示的金属板进行冲压而得到带状的板状体。该金属板由弹性度高的非磁性部件、例如不锈钢等非磁性金属构成。具体来说，通过对金属板利用预定的模具施以压力加工而成形出两端的凹凸形状，形成1个弹簧部104，并在与侧壁对应的部分形成2个弹簧部104。此时，通过压力加工在各弹簧部104成形出鼓出部106。将这样得到的板状体在沿其延伸方向的多处进行弯曲加工，从而得到由截面为三角形状的筒状体构成的防振弹簧50。即，通过对板状体施以所谓的成形加工，并将该板状体在相邻的弹簧部104之间进行弯折而成形为三角筒形状。
[0045]防振弹簧50在被插入大径部46 (插通孔)前的无负荷状态下是本体102的两端部所处的角部略偏外侧的非正三角形状。在将防振弹簧50插入阶梯孔34时，是在施加负荷使得该两端部相靠近、变成接近截面正三角形状的状态下插入的。由于防振弹簧50被以从无负荷状态弹性形变了的状态插入阶梯孔34，故通过欲解除该负荷的弹性反作用力而被固定于大径部46 (参照图2的(C))。
[0046]另一方面，在防振弹簧50被插入大径部46时，3个弹簧部104产生朝向轴33的横向荷重(半径方向向内的荷重)。即，如图2的(C)和(D)所示那样，在将防振弹簧50插入大径部46的状态下插入轴33时，3个弹簧部104会向外侧应变到与侧壁几乎处于相同面的状态，通过其弹性反作用力，对轴33赋予适度的滑动阻力。通过像这样插通轴33，弹簧部104会朝半径方向向外应变，若此时使弹簧部104某程度地塑性变形，则能使弹簧部104对轴33的按压力(鼓出部106与轴33的滑动阻力)稳定。即，既可以在弹性域使用弹簧部104，也可以在塑性域使用。
[0047]另外，在防振弹簧50被如图不那样插入大径部46时，3个鼓出部106相对于轴33在抵接点P处点接触。通过这样的构成，即使轴33有时有些许斜腰，也能总是确保鼓出部106与轴33的点接触的状态，保持防振弹簧的顺滑的支承状态。
[0048]另一方面，在本实施方式中，如图2的(D)所示那样，在轴33的轴线方向中间部设有锥部120，从而使得随着阀芯18的开阀行程，赋予轴33的滑动力可变。在此所谓“开阀行程”，是表示阀芯18相距阀座17的位移量(变位)。S卩，包含该锥部120的轴33的构造及防振弹簧50作为“滑动机构”发挥功能，使对阀芯18的动作赋予的滑动阻抗的大小根据阀芯18在阀体2中的轴线方向位置而变化。锥部120具有外径朝上方(即随着远离阀芯18)逐渐变小的锥面。
[0049]图3是表示滑动机构的构成及功能的局部剖视图。(A)表示阀芯18处于闭阀位置或其附近(半开位置)的状态，(B)表示阀芯18处于全开位置或其附近的状态。
[0050]如图3的(A)所示，轴33具有以锥部120为分界的上方的小径部122和下方的大径部124。小径部122的半径比大径部124小Ar。换言之，锥部120被成形为具有锥面高低差为Ar的斜腰的状态。当阀部处于闭阀状态或半开状态时，成为如图所示那样鼓出部106抵接于大径部124的状态，防振弹簧50所给予的滑动阻抗(弹簧部104的反作用力所引起的摩擦力)相对地变大。
[0051]另一方面，在如图3的(B)所示那样阀部处于全开状态或其附近时，成为鼓出部106抵接于小径部122的状态，防振弹簧50所给予的滑动阻抗相对地变小。当阀部处于中间开度状态时，成为鼓出部106抵接于锥部120的状态，根据阀芯18的轴线方向位置，滑动阻抗连续地变化。轴33在与阀芯18的开阀行程L同等的范围内沿轴线方向变位。弹簧部104在该轴33的行程范围内抵接于小径部122、锥部120、大径部124的某一者。
[0052]通过这样的构成，防振弹簧50与轴33的抵接点P和轴33的轴线L0间的距离1将根据阀芯18的轴线方向的位置而变化。由此，弹簧部104的弹性力发生变化，赋予阀芯18的滑动阻抗的大小就发生变化。在图示的例子中，赋予阀芯18的滑动阻抗的大小根据抵接点P处于大径部124还是处于小径部122 (即根据阀芯18的轴线方向的位置)而阶段性地变化。
[0053]图4是表示阀芯18的动作因滑动机构而产生的迟滞的图。该图的横轴表示动力元件3的感测压力(作用于隔膜28的下面的压力)，纵轴表示阀芯18的开阀行程。图中的实线表示使滑动阻抗可变的本实施方式的阀芯18的动作过程，虚线表示使滑动阻抗恒定的比较例的阀芯的动作过程。
[0054]如图所示，根据本实施方式，在开阀行程足够大的区域、即阀开度较大的区域，迟滞相对地变小，在开阀行程较小的区域、即阀开度较小的区域，迟滞相对地变大。在本实施方式中，阀芯18的全行程被定为0.7mm，被设定为在开阀行程为0.1mm(全行程的17 % )以下的区域迟滞变大，在开阀行程超过0.1mm的区域迟滞变小。在比较例中，不论开阀行程如何，迟滞都几乎是恒定的，而在本实施方式中，使迟滞可根据开阀行程而变化。
[0055]根据本实施方式，在感测压力较小、阀开度较大的区域使滑动阻抗相对变小，由此能提高阀芯18的动作响应性，抑制控制振荡。即，能针对蒸发器的出口侧的过热度的变动实质上无响应延迟地控制阀开度。另外，在感测压力较大、阀开度较小的区域使滑动阻抗相对地变大，由此能使阀芯18的动作响应性降低，抑制其振动音。
[0056](变形例)
[0057]图5和图6是表不变形例的滑动机构的构成及功能的局部剖视图。各图的(A)表示阀芯18处于闭阀位置或其附近(半开位置)的状态，(B)表示阀芯18处于全开位置或其附近的状态。
[0058]在图5所示的变形例中，轴133具有在轴线方向上比第1实施方式的锥部120更长的锥部121。由此，防振弹簧50的鼓出部106在该锥部121的范围内抵接于轴133。通过这样的构成，如图5的(A)所示，阀部越接近闭阀状态，鼓出部106越成为抵接于锥部121上相对大径的部分的状态，防振弹簧50所给予的滑动阻抗(弹簧部104的反作用力所引起的摩擦力)越相对地变大。另一方面，如图5的(B)所示，阀部越接近全开状态，鼓出部106越成为抵接于锥部121上相对小径的部分的状态，防振弹簧50所给予的滑动阻抗越相对地变小。阀芯18所被赋予的滑动阻抗的大小因抵接点P处于锥部121的哪个位置(即根据阀芯18的轴线方向的位置)而连续地变化。在本变形例中，也能得到与第1实施方式同样的作用效果。
[0059]另一方面，在图6所示的变形例中，轴135的中间部局部缩径而成为小径部123。小径部123介由锥部125连接于下方的大径部124，并介由锥部127连接于上方的大径部129。锥部125具有外径向上方逐渐变小的锥面。另一方面，锥部127具有外径向下方逐渐变小的锥面。在本实施方式中，是使大径部124、129的外径相等的，但也可以使它们的外径不同。
[0060]并且，如图6的㈧所示，当阀部处于闭阀状态或半开状态时，成为鼓出部106抵接于大径部124的状态，防振弹簧50赋予滑动阻抗。另一方面，如图6的(B)所示，当阀部处于全开状态或其附近时，成为鼓出部106与小径部123相对但不抵接的状态，防振弹簧50赋予的滑动阻抗成为零。当阀部处于中间开度状态时，存在鼓出部106与锥部125相抵接的区域，滑动阻抗根据阀芯18的轴线方向位置而变化。通过本变形例，能在阀开度较小的区域确保滑动阻抗地抑制振动音，并且在阀开度较大的区域使滑动阻抗消失，能显著提高阀芯18的动作响应性。
[0061][第2实施方式]
[0062]本实施方式的膨胀阀的滑动机构的构成与第1实施方式不同。图7是第2实施方式的膨胀阀的剖视图。图8是图7的B部放大图。(A)表示阀芯处于闭阀位置或其附近(半开位置)的状态，(B)表示阀芯处于全开位置或其附近的状态。(C)是(A)的C部放大图，⑶是⑶的C部放大图。
[0063]如图7所示，膨胀阀201以贯穿阀体202的隔壁35的方式设有插通孔234，在该插通孔234中插通轴233。轴233呈在全长范围内截面恒定的单纯圆柱状，被可沿阀体202的轴线滑动地支承着。
[0064]并且，在阀室40内与阀芯18 —体地设有防振弹簧250。防振弹簧250是通过金属板的压力成形而得到的，具有环状的基部252和在基部252的周边部等间隔地设置的多个弹簧部254。在本实施方式中，设有共计8个弹簧部254，但该数量是可以根据所需的滑动阻力等适当设定的。
[0065]基部252被相对于阀芯18的阀芯架21从下方插入，并被卡定于阀芯架21的上部所设的法兰部22。基部252以被该法兰部22和弹簧23夹持的方式相对于阀芯18固定。在变形例中，也可以将基部252通过焊接、粘结等方式固定于法兰部22。
[0066]弹簧部254向斜下方(半径方向向外)延伸，在其前端部设有向外侧(半径方向向外)突出的半球状的鼓出部206 (对应于“抵接部”)。通过弹簧部254的弹性力，鼓出部106抵接于连通孔19的内壁。并且，通过该内壁与鼓出部106的摩擦力，能针对阀芯18的动作得到适度的滑动阻抗。
[0067]如图8的㈧及(C)所示，连通孔19中作为鼓出部206的滑动区域，从上至下具有小径部222、锥部220、大径部224。小径部222的半径比大径部224小Δ r。换言之，锥部220被成形为具有锥面高低差为Ar的斜腰的方式。当阀部处于闭阀状态或半开状态时，如图所示成为鼓出部206抵接于小径部222的状态，防振弹簧250的滑动阻抗(弹簧部254的反作用力所引起的摩擦力)相对地变大。
[0068]另一方面，如图8的(B)及(D)所示，当阀部处于全开状态或其附近时，成为鼓出部206抵接于大径部224的状态，防振弹簧250的滑动阻抗相对地变小。当阀部处于中间开度状态时，成为鼓出部206抵接于锥部220的状态，滑动阻抗根据阀芯18的轴线方向位置而变化。防振弹簧250在与阀芯18的开阀行程L同等的范围内沿轴线方向变位。弹簧部204在该防振弹簧250的行程范围内抵接于小径部222、锥部220、大径部224的某一者。
[0069]通过这样的构成，在本实施方式中也同第1实施方式一样，在阀开度较大的区域使滑动阻抗相对减小，能够提高阀芯18的动作响应性、抑制控制振荡。另外，在阀开度较小的区域使滑动阻抗相对增大，能使阀芯18的动作响应性降低、抑制其振动音。
[0070](变形例)
[0071]图9是表示变形例的滑动机构的构成及功能的局部剖视图。(A)表示阀芯18处于闭阀位置或其附近(半开位置)的状态，(B)表示阀芯18处于全开位置或其附近的状态。
[0072]在本变形例中，连通孔219具有在轴线方向上比第2实施方式的锥部220更长的锥部221。由此，防振弹簧250的鼓出部206在该锥部221的范围内抵接于连通孔219的内壁面。通过这样的构成，如图9的(A)所示，阀部越接近闭阀状态，就越成为鼓出部206抵接于锥部221的相对小径的部分的状态，从而防振弹簧250赋予的滑动阻抗(弹簧部204的反作用力所引起的摩擦力)就越相对地变大。另一方面，如图9的⑶所示，阀部越接近全开状态，就越成为鼓出部206抵接于锥部221的相对大径的部分的状态，防振弹簧250赋予的滑动阻抗就越相对地变小。在本变形例中，也能得到与第2实施方式同样的作用效果。
[0073]在另一变形例中，也可以采用在防振弹簧250的行程范围的下部，鼓出部206不在连通孔219上滑动的构成。S卩，可以使得当阀部处于闭阀状态或半开状态时，鼓出部206抵接于连通孔219，从而赋予滑动阻抗，而当阀部处于全开状态或其附近时，成为鼓出部206不与连通孔219相抵接的状态，滑动阻抗成为零。通过这样的构成，能在阀开度较小的区域确保滑动阻抗、抑制振动音，而在阀开度较大的区域使滑动阻抗消除，能显著提高阀芯18的动作响应性。
[0074]以上说明了本发明的优选实施方式，但显然本发明并非限定于特定的实施方式，在本发明的技术思想范围内可以有各种变形。
[0075]在上述第1实施方式中，是使防振弹簧50为截面三角形状的结构的，但也可以使其为其它多角形状或圆筒形状的结构。
[0076]在上述第1实施方式中，如图2的(C)所示，表示了在已将防振弹簧50插入大径部46的状态下插入轴33时，3个弹簧部104处于与侧壁几乎相同面的例子。在变形例中，也可以采用在像这样插入轴33时、3个弹簧部104应变到侧壁外侧的构成。这是因为，本体102呈多角形状，故能够利用本体102的侧壁与大径部46之间所形成的间隙来使弹簧部104应变。
[0077]另外，还可以采用在防振弹簧50的无负荷状态下弹簧部104沿着本体102的侧壁的构造。并且， 可以使得在防振弹簧50被插入大径部46、并在该防振弹簧50内插入了轴33时，弹簧部104应变到本体102的外侧。或者，也可以采用在如这样插入了轴33时，3个弹簧部104位于侧壁的内侧的构成。但是，通过采用在如这样插入轴33时弹簧部104应变到与本体102的侧壁相同面的位置或本体102的侧壁的外侧的构成，具有能使本体102的结构紧凑这样的优点。
[0078]在上述第1实施方式中，作为鼓出部106的形状，表示了半球状的构造，但例如也可以是弓形等，只要是朝内侧突出、能对轴33赋予适度的滑动荷重的构造即可，可以适当选择。另外，在上述实施方式中，表示了使防振弹簧50的本体102为截面三角形状的例子，但也可以使之为截面四角形状或其它多角形状。
[0079]上述实施方式的膨胀阀优选适用于使用替代制冷剂(HFC_134a)等作为冷媒的制冷循环，但本发明的膨胀阀也可以适用于采用如二氧化碳那样工作压力高的冷媒的制冷循环。在此情况下，在制冷循环中配置气体冷却器等外部热交换器来取代冷凝器。此时，为补强构成动力元件3的隔膜的强度，可以重叠配置例如金属制的碟形弹簧等。或者，也可以置换掉隔膜地配置碟形弹簧等。
[0080]在上述实施方式中，表示了将防振弹簧的滑动机构适用于膨胀阀的例子。在变形例中，也可以适用于设置在可变容量压缩机中的控制阀。该控制阀通过调整从排出室导入曲柄室的冷媒的流量，来改变将导入吸入室的冷媒压缩后从排出室排出的可变容量压缩机的排出容量。
[0081]该控制阀包括:阀体，具有连通于排出室的排出室连通端口、连通于曲柄室的曲柄室连通端口、以及在连接排出室连通端口和曲柄室连通端口的通路上所设的阀孔；阀芯，被可接触/分离于阀孔地配置，来开闭阀部；电磁线圈，被进行PWM方式的通电控制，产生用于沿闭阀方向驱动阀芯的电磁线圈力；轴，从电磁线圈朝阀芯延伸、用于将电磁线圈力传递至阀芯；以及防振弹簧，使轴以贯通的方式插通、并对轴沿半径方向向内赋予势能，给予滑动阻抗。
[0082]轴被设置成贯通阀体所设的插通孔的方式，一端侧连接于电磁线圈的可动铁芯(可动部件)、另一端侧连接于阀芯。轴将电磁线圈的轴线方向的驱动力传递至阀芯。防振弹簧被收容在与插通孔同轴地形成于阀体的安装孔中，使轴同轴地插通，对轴沿半径方向向内赋予势能，给予滑动阻抗。安装孔也可以被设于电磁线圈的铁芯。作为该防振弹簧的构造，可以采用上述实施方式或变形例的构造。
[0083]在上述第1实施方式中，表示了采用防振弹簧作为构成滑动机构的滑动部件，并使其抵接于轴，来对阀芯的动作赋予滑动阻抗的例子。在变形例中，也可以采用使防振弹簧抵接于阀芯本身的一部分来赋予滑动阻抗的构成。
[0084]在上述实施方式中，表示了采用防振弹簧作为构成滑动机构的滑动部件，并在轴或阀体上设置其抵接面的例子。并且，表示了使该抵接面具有介由锥部的阶差的例子。在变形例中，也可以采用防振弹簧以外的部件作为滑动部件。例如，可以采用0环等密封环作为滑动部件，并使其抵接于轴或阀体上形成的抵接面。
[0085]本发明并非限定于上述实施方式和变形例，在不脱离发明思想的范围内使构成要素变形和具体化。也可以将上述实施方式和变形例所公开的多个构成要素适当组合来形成各种发明。另外，也可以从上述实施方式和变形例所展示的全部构成要素中删掉几个构成要素。
[0086]〔标号说明〕
[0087]1膨胀阀、2阀体、3动力元件、6导入口、7导出口、8导入口、9导出口、13第1通路、14第2通路、16阀孔、18阀芯、33轴、34阶梯孔、35隔壁、40阀室、44小径部、46大径部、50，250防振弹簧、120，121锥部、122，123小径部、124大径部、125，127锥部、129大径部、133，135轴、201膨胀阀、202阀体、219连通孔、220，221锥部、222小径部、224大径部、233轴、234
插通孔。
【主权项】
1.一种被设在制冷循环中，控制冷媒的流动的控制阀，其特征在于，包括: 阀体，具有导入冷媒的导入口、导出冷媒的导出口、以及被设在连接所述导入口和所述导出口的冷媒通路上的阀孔， 阀芯，接触/分离于所述阀孔来开闭阀部， 驱动部，产生用于使所述阀芯开闭的驱动力， 轴，以贯通所述阀体上所设的插通孔的方式而设，其一端侧连接于所述驱动部的可动部件，另一端侧连接于所述阀芯，将所述驱动部产生的轴线方向的驱动力传递至所述阀芯，以及 滑动机构，用于对所述阀芯的动作直接或间接地赋予滑动阻抗； 其中，所述滑动机构使赋予所述阀芯的滑动阻抗的大小可根据所述阀芯在所述阀体内的轴线方向位置而变化。2.如权利要求1所述的控制阀，其特征在于， 所述滑动机构包括被配设在所述阀芯或所述轴与所述阀体之间的滑动部件； 所述滑动机构通过所述滑动部件所抵接的抵接面与该滑动部件的摩擦来产生滑动阻抗； 通过使所述滑动部件与所述抵接面的抵接点和所述轴的轴线间的距离根据所述阀芯的轴线方向位置而变化，来使赋予所述阀芯的滑动阻抗的大小根据该阀芯的轴线方向位置而可变。3.如权利要求2所述的控制阀，其特征在于， 所述滑动机构使赋予所述阀芯的滑动阻抗的大小根据该阀芯的轴线方向位置而连续地变化。4.如权利要求2所述的控制阀，其特征在于， 所述滑动机构使赋予所述阀芯的滑动阻抗的大小根据该阀芯的轴线方向的位置而阶段性地变化。5.如权利要求3或4所述的控制阀，其特征在于， 该控制阀在所述制冷循环中作为使经外部热交换器流入的冷媒通过内部的阀部而节流膨胀后提供给蒸发器的膨胀阀来发挥功能； 所述阀芯被配设在所述阀孔的上游侧。6.如权利要求5所述的控制阀，其特征在于， 所述阀芯越接近闭阀位置，所述滑动机构越使赋予该阀芯的滑动阻抗增大。7.如权利要求6所述的控制阀，其特征在于， 所述滑动机构至少在所述阀部的全开状态下使赋予所述阀芯的滑动阻抗为零。8.如权利要求6或7所述的控制阀，其特征在于， 所述滑动部件是将金属板成形而得到的防振弹簧。9.如权利要求5至8的任一项所述的控制阀，其特征在于， 该控制阀在所述制冷循环中作为感测从所述蒸发器返回的冷媒的压力和温度地控制所述阀部的开度、并将该冷媒向压缩机导出的温度式膨胀阀来发挥功能； 所述阀体包括:作为所述导入口而导入来自所述外部热交换器的冷媒的第1导入口 ；作为所述导出口而将冷媒向所述蒸发器导出的第1导出口 ；作为所述冷媒通路而连接所述第1导入口和第1导出口的第1通路；被设在所述第1通路的中间部的所述阀孔；导入从所述蒸发器返回来的冷媒的第2导入口 ；将冷媒向所述压缩机导出的第2导出口 ；以及连接所述第2导入口和第2导出口的第2通路；作为所述驱动部而设有动力元件，该动力元件被设置在所述阀体的相对于所述第2通路、与所述第1通路相反的一侧，感测流过所述第2通路的冷媒的温度和压力地进行动作；所述轴是以贯穿在所述第1通路和所述第2通路之间的隔壁上形成的所述插通孔的方式而设的，其一端侧横穿所述第2通路地连接于所述动力元件，另一端侧连接于所述阀芯，将所述动力元件的驱动力传递至所述阀芯。
【专利摘要】提供一种能有效地抑制阀芯动作时的振动音及控制振荡这两者的控制阀。膨胀阀(1)包括：一端侧连接于动力元件(3)、另一端侧连接于阀芯(18)，将动力元件(3)的轴线方向的驱动力传递至阀芯(18)的轴(33)；以及对阀芯(18)的动作赋予滑动阻抗的滑动机构。滑动机构可使赋予阀芯(18)的滑动阻抗的大小根据阀芯(18)在阀体(2)内的轴线方向位置而变化。
【IPC分类】F25B41/06
【公开号】CN105485980
【申请号】CN201510626615
【发明人】金子毅
【申请人】株式会社Tgk
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月28日
【公告号】EP3002531A1, US20160097574
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